DE1249308B - Tunnelbohrmaschme mit umlaufendem Bohrkopf - Google Patents

Description

**1NDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Int. CL:

EOIg

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 19f>3/04

Nummer: 1 249 308

Aktenzeichen: G19478 V/19 f

Anmeldetag: 24. April 1956

Auslegetag: 7. September 1967

Die Erfindung betrifft eine Tunnelbohrmaschine mit umlaufendem Bohrkopf, der hinter den Schneidwerkzeugen kreisförmig angeordnete Schaufeln trägt. um lockeres Gestein auf einen nach hinten fördernden Förderer aufzugeben, bei welcher der Maschinenrahmen bei der Bohrarbeit auf einer Abstützung ruht, die hinter dem Bohrkopf das vordere Ende des Rahmens trägt und sich beim Bohren mit dem Rahmen auf den Tunnelboden vorbewegt und bei der hinter dem Bohrkopf ein Abdeckschirm vorgesehen ist.

Derartige bekannte Tunnelbohrmaschinen neigen dazu, sich in der Tunnelbohrung zu verklemmen. Ein Verklemmen der Maschine bedeutet in der Regel, daß sie wenigstens teilweise auseinandergenommen werden muß. Diese Neigung zum Verklemmen beruht im wesentlichen auf zwei Ursachen. Die eine ist, daß bei bekannten Maschinen die Abstützung am vorderen Ende nicht in unmittelbarer Nähe des Bohrkopfes angeordnet ist, und zum anderen, daß das gebrochene Gestein nicht völlig abgeräumt wird.

Um dem entgegenzuwirken ist es bekannt, hinter dem Bohrkopf einen Abdeckschirm vorzusehen, um zu verhindern, daß gebrochenes Gestein hinter dem Bohrkopf auf die Tunnelsohle gelangt und dabei den genauen Vorschub entlang der Tunnelachse behindert. Ferner ist es bekannt, hinter dem Bohrkopf eine Abstützung vorzusehen, die das vordere Ende des Rahmens trägt und sich auf dem Tunnelboden abstützt. Bei dieser bekannten Anordnung ragt jedoch der Bohrkopf immer noch ein erhebliches Stück über die Abstützung vor, und der Abdeckschirm verhindert nicht das Herunterfallen von gebrochenem Gestein auf die Sohle, das dann nicht von der Abfördereinrichtung erfaßt wird.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine derartige Tunnelbohrmaschine zu schaffen, bei der alles gebrochene Gestein mit Sicherheit in die Abfördereinrichtung gelangt und verhindert wird, daß Gesteinsteile hinter dem Bohrkopf auf die Tunnelsohle gelangen, wobei andererseits der Abdeckschirm und eine vordere Stütze so angeordnet werden, daß eine möglichst weit vorn liegende Abstützung ohne Behinderung der Wirkung des Abder?tschirmes erreicht wird. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Abdeckschirm sich nach vorn flach trichterförmig öffnet und daß die Abstützung aus einem unterhalb der Bohrachse angeordneten Tragschuh besteht, dessen Stirnfläche in einer entsprechenden Öffnung des Abdeckschirmes liegt und etwa fortlaufend mit diesem verläuft. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung eines sich im Tunnelbohrmaschine mit umlaufendem Bohrkopf

Anmelder:

Westinghouse Air Brake Company,

Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Meissner

und Dipl.-Ing. H. Tischer, Patentanwälte,

München 2, Tal 71

Als Erfinder benannt:

James S. Robbins, St. Paul, Minn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 25. April 1955 (503 702)

wesentlichen über den Gesamtquerschnitt der Tunnelbohrung erstreckenden trichterförmigen Abdeckschirmes mit der erfindungsgemäßen Anordnung des Tragschuhs wird eine hinter dem Bohrkopf völlig abgeschlossene Bauweise geschaffen, wobei die Lage des Tragschuhs eine kräftige Abstützung des Maschinenrahmens unmittelbar hinter den Schaufeln ermöglicht und durch die Trichterform des Abdeckschirmes und den ihr angepaßten Verlauf der Stirnfläche des Tragschuhs den Förderschaufeln die Aufnahme des gebrochenen Gesteins erleichtert wird.

Vorzugsweise trägt der Tragschuh eine Druckplatte, die durch einen hydraulischen Zylinder od. dgl. horizontal gegen die Tunnelbrust gepreßt werden kann, um die gesamte Maschine von der Tunnelbrust wegzudrücken. Der Tragschuh kann an seiner unteren Vorderkante eine Reihe von nach vorn ragenden Zähnen tragen, die den Tunnelboden einebnen, um für den Tragschuh eine glatte, harte Vorschubfläche zu schaffen. Der Tragschuh kann unten längsgerichtete Stahlschienen aufweisen, die den Vorderteil der Maschine auf festem Gestein abstützen, jedoch in weiches Erdreich einsinken, wobei dann die ganze Grundfläche des Schuhs die Maschine trägt.

Der Bohrkopf kann auf dem Tragschuh durch hydraulische Zylinder lotrecht einstellbar sein, wobei

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der Rahmen gegenüber dem Tragschuh durch am Rahmen und am Schuh angeordnete Teleskopführungen geführt wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Draufsicht auf den vorderen Teil einer Tunnelbohrmaschine nach der Erfindung,

F i g. 2 eine Stirnansicht der Maschine gemäß Fig.l,

F i g. 3 teilweise im Schnitt eine Vorderansicht auf den Tragschuh und

F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.

Die in der Zeichnung dargestellte Maschine weist einen Maschinenrahmen 21 auf; an dessen vorderem Ende 19 der Bohrkopf 22 angeordnet ist. Der Bohrkopf selbst besteht aus einem kreisförmigen inneren Bohrkopfteil 23 mit Schrämzähnen 234 und einem konzentrisch zu diesem angeordneten äußeren Bohrkopfteil 24 mit Schrämzähnen 454. Die Bohrkopfteile laufen in entgegengesetzter Richtung um, damit das auf den Maschinenrahmen ausgeübte Drehmoment möglichst gering ist. Am Mittelpunkt des inneren Bohrkopfteils 23 befindet sich ein kegelförmiger Führungsbohrer 235.

Jeder Schneidarm 451 des äußeren Bohrkopfteils 24 trägt auf seiner Rückseite eine Schaufel 54. Die Vorderseiten der Schaufeln 54 sind offen, so daß sie gebrochenes Gestein aufnehmen, das auf den Tunnelboden fällt. Wenn die Schaufeln beim Drehen des Bohrkopfes jeweils nach oben gelangen, fällt das in ihnen befindliche lose Material durch Öffnungen nach unten auf eine Schütte und von hier aus weiter auf eine Schüttelrutsche od. dgl., die das lose Material auf einen Bandförderer 62 fördert, der das Material nach hinten abführt.

Wie in F i g. 2 dargestellt ist, trägt der innere Bohrkopfteil 23 einen Zahnkranz 71 mit Außenverzahnung, der konzentrisch, jedoch axial versetzt zu einem Zahnkranz 72 mit Innenverzahnung liegt, der am äußeren Bohrkopfteil 24 angeordnet ist. Beide Zahnkränze 71 und 72 werden in entgegengesetzter Richtung über Ritzel 67 von Motoren 79 angetrieben.

Das Vorderende des Maschinenrahmens wird auf dem Tunnelboden mittels eines Tragschuhs 81 und mittels eines Paares hydraulischer Zylinder 82, die auf beiden Seiten des Tragschuhs angeordnet und in der Höhe einstellbar sind, abgestützt. Die auf den Tragschuh 81 in Tunnellängsrichtung wirkenden Kräfte werden von einem Paar lotrechter Teleskopführungen 83, 83 α aufgenommen, die den Tragschuh mit dem Maschinenrahmen verbinden.

Ein dritter hydraulischer Zylinder 84 liegt waagerecht innerhalb des Tragschuhs 81 und hat einen Kolben 85 mit Druckplatte 852 am vorderen Ende, mit dem ein Druck gegen die Tunnelbrust ausgeübt werden kann, um die ganze Maschine nach rückwärts zu drücken, falls dies notwendig ist, um beispielsweise Platz für Arbeiter zu schaffen, die Schneidwerkzeuge auswechseln.

Der untere Teil des Tragschuhs 81 ist im Querschnitt gekrümmt, so daß er sich dem Tunnelboden anpaßt. Er ist außerdem mit längsgerichteten Stahlschienen 86 versehen, auf denen sich das Vorderende der Maschine abstützt, wenn diese im festen Gestein bohrt. Wird durch weiches Erdreich gebohrt, so sinken die Stahlschienen 86 ein, wodurch die ganze Grundfläche des Tragschuhs das Vorderende der Maschine trägt.

Der Tragschuh 81 hat eine nach hinten geneigte Stirnfläche 87 von solcher Form, daß sie auf die hinteren Flächen der Schaufeln 54 am umlaufenden äußeren Bohrkopfteil 24 ausgerichtet ist. Der Tragschuh unterstützt also das Abfördern des losen Materials, das von der Tunnelbrust in den Weg der umlaufenden Schaufeln auf den Boden des Tunnels

ίο fällt. Am unteren Außenrand des Tragschuhs ist eine Reihe von nach vorn ragenden Zähnen 811 befestigt, die mit den äußeren Kanten der Schaufeln 54 zusammen den Tunnelboden einebnen, um eine glatte, harte Auflagefläche für den Tragschuh zu schaffen.

Dicht hinter dem Bohrkopf sitzt auf dem Maschinenrahmen ein gebogener Abdeckschirm 88 (F i g. 1), der abgelöstes Material nach vorn in den Weg der aufnehmenden Schaufeln 54 drückt. Der Abdeckschirm besteht aus einer Anzahl von Blechsegmenten 506 (F i g. 2), die an dem Maschinenrahmen befestigt sind. Jedes Blechsegment 506 besteht aus einem inneren Abschnitt 506 α und einem äußeren Abschnitt 506 b. Dieser letztere Abschnitt 506 b ist abnehmbar, so daß die Maschine auch in einem engeren Tunnel benutzt werden kann. Unten weist der Abdeckschirm eine Platte 511 auf, die in Stirnansicht die Form eines umgekehrten »U« hat und aus einem inneren Abschnitt 511 α und zwei äußeren Abschnitten 511 b besteht. Die Platte 511 läßt somit eine Öffnung 512 für den unabhängig einstellbaren Tragschuh 81 frei. Wie aus der F i g. 4 ersichtlich ist, fluchten der Plattenabschnitt 511 α ebenso wie die übrige Platte 511 mit der Stirnfläche 87 des Tragschuhs und bilden also deren Fortsetzung, so daß das abgelöste Material auch in diesem Bereich nach vorn in den Weg der aufnehmenden Schaufeln 54 gedrückt wird.

Der Außenrand des Abdeckschirms 88 hat einen Durchmesser, der fast dem maximalen Bohrdurchmesser des äußeren Bohrkopfteiles 24 entspricht, so daß nur ein kleines Arbeitsspiel gegenüber der Tunnelwand vorhanden ist.

Eine beschränkte seitliche Schwenkbewegung des Bohrkopfes, während er in Betrieb ist, wird durch ein Paar seitlich an der Tunnelwand anliegender Schuhe 137 ermöglicht, die an den äußeren Enden von zwei hydraulischen Pressen 138 auf beiden Seiten des Rahmens dicht hinter dem Bohrkopf sitzen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Tunnelbohrmaschine mit umlaufendem Bohrkopf, der hinter den Schneidwerkzeugen kreisförmig angeordnete Schaufeln trägt, um lockeres Gestein auf einen nach hinten fördernden Förderer aufzugeben, bei welcher der Maschinenrahmen bei der Bohrarbeit auf einer Abstützung ruht, die hinter dem Bohrkopf das vordere Ende des Rahmens trägt und sich beim Bohren mit dem Rahmen auf dem Tunnelboden vorbewegt, und bei der hinter dem Bohrkopf ein Abdeckschirm vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckschirm (88) sich nach vorn flach trichterförmig öffnet und daß die Abstützung aus einem unterhalb der Bohrachse angeordneten Tragschuh (81) besteht, dessen Stirnfläche (87) in einer entsprechenden Öffnung (512) des Abdeckschirms (88) liegt und etwa fortlaufend mit diesem verläuft.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragschuh (81) eine Druckplatte (852) trägt, die durch einen hydraulischen Zylinder (84) od. dgl. horizontal gegen die Tunnelbrust gepreßt werden kann, um die Maschine von der Tunnelbrust wegzudrücken.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragschuh (81) an seiner unteren Vorderkante eine Reihe von nach vorn ragenden Zähnen (811) trägt, die den Tunnelboden einebnen, um für den Tragschuh eine glatte, harte Vorschubfläche zu schaffen.

4. Maschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragschuh an seiner Unterseite längsgerichtete Stahlschienen (86) hat, die den Vorderteil der Maschine auf festem Gestein abstützen, jedoch in weiches Erdreich einsinken, wobei dann die ganze Grundfläche des Schuhs die Maschine trägt.

5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (23) auf dem Tragschuh (81) durch hydraulische Zylinder (82) lotrecht einstellbar ist, wobei der Rahmen (21) gegenüber dem Tragschuh (81) durch am Rahmen und am Schuh angeordnete Teleskopführungen (83, 83 a) geführt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 565 494, 1201097,
1511957, 1674 870, 1888085.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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